А., Абуова Ф. У. Конденсирленген күй физикасы астана 2011
-кесте. CsCl типтес құрылымы бар кристалдардың өкілдері
жүктеу/скачать 17 Mb.
|
Пособие по ФКС каз.окон
5-кесте. CsCl типтес құрылымы бар кристалдардың өкілдері:
Мұндағы CuZn ( )-латуннің модификациясы. Тығыз орналасқан гексагоналді құрылым. Қатты шариктер түріндегі атомдардың тығыз орамасын қарастырайық. 3.2-сурет. Шарлардың тығыз орналасқан беті. 3.2-суретте тығыз орналасқан қабаттар көрсетілген. Шарлардың центрлері А нүктелерімен белгіленген. Екінші беттің шарларын бірінші беттегі шарлардың үстіне олардың центрлері В орнына түсетіндей етіп орналастыруға болады (немесе, С-ның орналасуына эквивалент). Егер екінші беттің шарлары В орнына түссе, онда үшінші беттің шарларының орналасуын екі жолмен жүзеге асыруға болады, яғни А – ның немесе С – ның үстіне орналастыру арқылы. Бірінші жағдайда беттердің АВАВАВ.... тізбегін аламыз және құрылымы тығыз орамасы бар гексагоналді құрылым болып келеді. Екінші жағдайда беттердің ABCABC'ABC .. тізбегін аламыз, ал құрылымы тығыз орамасы бар қырға центрленген кубты құрылым болады. Тығыз ораманың жазықтығы болып 3.3-суретте көрсетілгендей (111) жазықтығы табылады. 3.3-сурет. Қырға центрленген кубты құрылым. (111) жазықтығын көрсету үшін бір бұрышы кесіліп алынған. (111) жазықтығы қатты шарлардың тығыз орналасқан қабаттары болып табылады. Тығыз орналасқан гексагоналді құрылым 3.4-суретте көрсетілген қатты шарлармен толтырылған көлемнің жартысы жалпы көлемнің 0,74-ін құрады және ол көрсеткіш тығыз орналасқан куб үшін де гексагоналді құрылым үшін де бірдей. 3.4-сурет. Тығыз орналасқан гексагоналді құрылым. Осы құрылымдағы атомдардың орналасуы кеңістіктік торға жауап бермейді. Кеңістікті тор – бұл қарапайым гексагоналді тор, оның базисі тордың әр нүктесімен байланысты екі атомнан тұрады. Тығыз орналасқан гексагоналді құрылымның қарапайым ұяшығы примитивті гексагоналді ұяшық болып табылады, ал оның базисі екі атомнан тұрады (3.5-суретке қара). Қырға центрленген кубты ұяшықтың ішінде таңдалған примитивті ұяшықтың бір ғана атомы бар. 3.5-сурет. Примитивті ұяшық - а = b үшін а мен b арасындағы бұрыш 120° тең. с өсі а және b-да жатқан жазықтыққа перпендикуляр. Идеал тығыз орналасқан гексагоналді құрылым үшін с = 1,633а. Базис құратын екі атом суретте қара шариктермен белгіленген. с/а қатынасының мәні тығыз орналасқан гексагоналді құрылым үшін (8/3)1/2 = 1,633 тең. с/а қатынасы теориялық мәнінен ерекшеленген жағдайда да кристалдарды тығыз орналасқан гексогоналді құрылымы бар кристалдар класына жатқызуға болады деп келіскенбіз. Осылай с/а = 1,86 (а = 2,66 А, с = 4,94 А) болатын цинкті де тығыз орналасқан гексогоналді құрылымы бар кристалл қатарына жатқызу керек, дегенмен оның құрылымындағы байланысқан атомдар арасындағы бұрыштары идеал тығыз орналасқан гексогоналді құрылымы бар кристалдардағы атомаралық бұрыштарға қарағанда айрықша ерекшеленеді. с/а қатынасы — 1,623 болатын магнийдің тығыз орналасқан гексогоналді құрылымы идеал болып келеді. Көптеген металлдар қандай да бір нақты температурада өз пішінін қырға центрленген кубты құрылымнан тығыз орналасқан гексогоналді құрылымға және кері айтарлықтай жеңіл өзгертеді. Атомдар санымен анықталатын және сол атомның жақын көршілері болып келетін координациялық сан тығыз орналасқан екі түрлі құрылым үшін де бірдей болатынын айтып кету керек. Егер байланыс энергиясы атом мен оның көршілері арасындағы байланыс санына тәуелді болса, онда қырға центрленген кубты құрылым мен гексогоналді тығыз орналасқан құрылымның энергиялары бірдей болар еді. Гексогоналді тығыз орналасқан құрылымы бар кристалдардың мысалдарын 6-кестеден көруге болады. 6-кесте. Тығыз орналасқан гексагоналді құрылымы бар кристалдардың өкілдері
Төрт қатардан САВАСАВАС А, бес қатардан ВАВСАВАВСАВ А және т.с.с., тұратын тығыз орналасқан құрылымдар болатындығын айтып кетейік. Тығыз орналасқан көп 80 және одан жоғары қатардан тұратын құрылымдар белгілі. Қатарлардың саны артқан сайын әрбір n – қатардың мүмкін болатын орналасуы да артады. Тығыз орналасу идеясы белгілі құрылымдарды суреттеу және жаңа құрылымдарды іздеу үшін маңызды орын алады. Бағытсыз байланыстары бар құрылымдар үшін тығыз орналасу әдетті жағдай. Алмаздың құрылымы. Алмаздың кеңістікті торы гранецентрленген кубты. Тордың әр түйінімен, координаталары 000 және екі бірдей атомдардан тұратын, примитивті базис байланысты (3.6-сурет). Алмаз құрылымының кеңістікті тобы Fd3m; координаталық бағыттарда d (алмазды) типті сырғанау шағылу жазықтығында өтеді, ал диагональ бағыт бойынша - m типіндегі жазықтар өтеді. Олардың қиылысатын жерінде құйынды 41 өстері туады Алмаз құрылымында тетраэдрлік байланыстар 3.6-суретте көрсетілген сызбамен бейнеленеді. Әрбір атомның төрт өте жақын және олардан кейінгі он екі көршісі болады. Қарапайым кубтың сегіз атомы бар. Алмаздың торы тығыз орналасқандар қатарында жатпайды; қатты шарлармен толтырылған максималді қатысты көлем тек 0.34 құрайды, яғни тығыз орналасқан құрылымды сипаттайтын толтыру коэффициенті мәнінің шамамен 46% құрады. 3.6-сурет. Алмаздың қарапайым кубты ұяшығында атомдардың орналасуы (куб қырына проекция). Бөлшектердің мәні атомдардың базисті жазықтығының үстінде орналасу биіктігін көрсетеді (бірлік ұзындығына кубтың қабырғасы сәйкес келеді). Биіктіктері 0 және 1/4 болатын нүктелер гранецентрленген кубты торды құрайды; биіктіктері 1/4 және 3/4 болатын нүктелер кубтың кеңістікте диагоналі бойынша, және оның ұзындығының төрттен бір бөлігіне қарай ығысқан дәл осындай торларды құрайды. Базис бірдей екі атомдардан тұрады. 3.7-сурет. Байланыстардың тетраэдрлік орналасуын көрсететін алмаз кристалының құрылымы бейнеленген. Алмаздың құрылымдық типінде сыртқы қарапайым жартылайөткізгіштер: германий, кремний, онымен қоса күкіртті қалайы. жүктеу/скачать 17 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|